[자바] Integer Object는 Object인데 왜 == 연산 결과가 가끔 true 일까

Integer Cache

결론부터 말하면, -128~127 범위의 정수들에 대해 autoboxing 하는 과정에서 캐싱이 발생하기 때문입니다.

-128 ~ 127의 정수에 대해서는 캐싱된 객체로 autoboxing 하고

범위를 벗어나면 new 를 통해 새로운 객체로  autoboxing 합니다.

다음과 같은 Integer 객체 a와 b를 비교하는 코드가 있습니다.

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Integer c = 100;
        Integer d = 100;
        
        System.out.println(c == d);
        System.out.println( c.equals(d) );
    }
}

결과는 어떻게 나올까요?

true
true

위의 두 경우 모두 true를 출력합니다.

자바에서 Object는 Call By Reference로 다루기 때문에 Integer 클래스의 Object인 a와 b는 같은 주소값을 갖는다는 말이됩니다.

그런데 좀 더 큰 수를 넣어보면 결과가 달라집니다.

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Integer c = 400;
        Integer d = 400;
        
        System.out.println(c == d);
        System.out.println( c.equals(d) );
    }
}

위 코드의 결과는 false 와 true 입니다.

false
true

저장되는 int 값을 제외하고는 완전히 동일한 코드인데 왜 결과가 다를까요?

int -> Integer 로 Autoboxing이 일어날 때, new Integer(int i)를 사용하지 않습니다.

만약 new 로 생성했더라면 주소가 같지 않았을 것입니다.

Integer 클래스는 Integer 클래스의 static method인 valueOf(int i) 를 사용합니다.

즉, 위의 코드는 아래와 같은 동작을 한다고 볼 수 있습니다.

Integer c = Integer.valueOf(400);
Integer d = Integer.valueOf(400);

이제 Integer.valueOf(int i)를 살펴봅시다.

/**
 * Returns an {@code Integer} instance representing the specified
 *     
 * required, this method should generally be used in preference to
 * the constructor {@link #Integer(int)}, as this method is likely
 * to yield significantly better space and time performance by
 * caching frequently requested values.
 *
 * This method will always cache values in the range -128 to 127,
 * inclusive, and may cache other values outside of this range.
 *
 * @param  i an {@code int} value.
 * @return an {@code Integer} instance representing {@code i}.
 * @since  1.5
 */
public static Integer valueOf(int i) {
    if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
        return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
    return new Integer(i);
}

위의 주석처리에도 나와있듯이 Integer 는 -128 to 127 까지의 값을 캐시합니다.

소스코드를 보면 IntegerCache.low 이상, IntegerCache.high 이하의 값에 한에서는 IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)] 를 반환하고,

범위를 벗어나는 값에 대해서는 new Integer(i); 를 반환하도록 코딩되어 있습니다.

private static class IntegerCache도 조금 살펴보면,

/**
 * Cache to support the object identity semantics of autoboxing for values between
 * -128 and 127 (inclusive) as required by JLS.
 *
 * The cache is initialized on first usage.  The size of the cache
 * may be controlled by the {@code -XX:AutoBoxCacheMax=<size>} option.
 * During VM initialization, java.lang.Integer.IntegerCache.high property
 * may be set and saved in the private system properties in the
 * sun.misc.VM class.
 */
 
private static class IntegerCache {
    static final int low = -128;
    static final int high;
    static final Integer cache[];
 
    static {
        // high value may be configured by property
        int h = 127;
        String integerCacheHighPropValue =
            sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
        if (integerCacheHighPropValue != null) {
            try {
                int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
                i = Math.max(i, 127);
                // Maximum array size is Integer.MAX_VALUE
                h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);
            } catch( NumberFormatException nfe) {
                // If the property cannot be parsed into an int, ignore it.
            }
        }
        high = h;
 
        cache = new Integer[(high - low) + 1];
        int j = low;
        for(int k = 0; k < cache.length; k++)
            cache[k] = new Integer(j++);
 
        // range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7)
        assert IntegerCache.high >= 127;
    }
 
    private IntegerCache() {}
}

캐싱할 범위의 최소 값을 의미하는 static final int low  값은 -128로 고정되어있고,

최대 값을 의미하는 static final int high 값은 java.lang.Integer.IntegerCache.high  의 값을 가져오는 것을 볼 수 있습니다.